Лекции - История инженерного дела в России - файл n1.doc. Инженерное дело в WOW Битва за Азерот — гайд по прокачке

Инженерное дело в допетровскую эпоху

По существу инженерные задачи и необходимость их решения вставали перед человечеством с момента его возникновения. Древние цивилизации были бы невозможны без использования технических знаний, ведь уже тогда строились огромные города, при проектировании которых использовалась инженерная мысль. Яркий пример использования инженерных знаний в тот период - это египетские пирамиды. Многие инженерные сооружения, созданные еще до нашей эры, считаются чудесами света: Александрийский маяк, Висячие сады Семирамиды.

Рождение и становление Руси также было бы невозможно без применения инженерных идей. Русь уже в V-VI веках называли страной городов. Между тем, учитывая воинственный характер той эпохи - к строительству городов и селений предъявлялись особые требования. Местоположение строительства города выбиралось таким образом, чтобы окружающая местность максимально осложнила наступление врага. Сам город или селение обязательно окружалось крепостной стеной, способной выдержать удары неприятеля и защитить жителей. Расположение домов внутри селения соответствовало военному времени - ключевые сооружения возводились в центре крепостной стены. Вокруг города были необходимы дозорные башни. Все эти задачи решались с помощью современных для того времени технических знаний и умений. Мастера, занимавшиеся решением этих вопросов, в Древней Руси назывались «розмыслами». Само слово «розмыслы», на удивление точно отражает суть инженерной профессии и требования, предъявляемые к мастерам: над решением задачи необходимо поразмыслить, а затем придет верное решение.

«Розмыслы» занимались не только градостроительством, они могли делать технические сооружения, мосты, мельницы, изготавливать орудия труда, оружие. Тем не менее, несмотря на достаточно широкий профиль деятельности, «розмыслы» не могли кормиться только этой профессией - как правило, они участвовали в постройке капитальных сооружений, некоторые из которых дошли до наших дней. Мастерам, после капитальных построек, было необходимо заниматься и другой работой, которой в то время было с избытком. Поэтому инженерные навыки в Древней Руси были, скорее, дополнительным умением работников - в отдельную профессию «розмыслы» так и не выделились. Тем не менее, отдельные княжества Древней Руси славились своими умельцами, о чем, в частности, свидетельствуют древние сказы горнозаводского Урала и Тулы, где много говориться о различных мастерах.

Первое подобие инженерного сообщества на Руси появилось во времена Ивана Грозного (1530-1584). В результате развития военных потребностей Иван Грозный учредил Пушкарский приказ - орган военного управления для которого были определены первые инженерные задачи. Пушкари заведовали пороховыми заводами, пушечными дворами, артиллерией, постройкой крепостей, осуществляли контроль за техническим состоянием крепостных укреплений в городах и отвечали за состоянием засек - оборонительных сооружений из дерева с засеченными головами. Также в обязанности пушкарей входили занятия многими важными делами гражданского назначения, например, литье колокола, строительство гаваней, портов и многое другое.

В Пушкарском приказе на службу набирали людей, назначали денежное содержание, присваивали чины, посылали отряды в походы, судили, понижали в чинах или освобождали от службы. Одним из выдающихся руководителей Пушкарского приказа был князь Юрий Алексеевич Долгорукий.

Усилиями Пушкарского приказа и русского мастера Акина в 1648 году в России был построен первый ружейный завод на реке Яузе - «Ствольная мельница».

При Иване Грозном были введены и первые разряды для военных людей строительного и инженерного дела. Таким образом инженерная профессия возникла в России в период образования государства под руководством Ивана Грозного как ответ на вызовы того времени, связанные с необходимостью защиты отечества и строительства военной и промышленной инфраструктуры. Однако в ту эпоху строители были больше военными, чем инженерами - ключевой их задачей была защита государства от врагов. Выделение инженерного дела в отдельную профессию произошло гораздо позже.

Инженерное дело в Российской Империи

Начало широкому развитию инженерного дела в России положил Петр I. Именно в петровскую эпоху начался процесс знакомства с ведущими изобретениями западных ученых. Наши мастера вначале просто копировали разработки, а потом начали творчески преобразовывать их идей и усовершенствовать изобретения. В это же время в российской империи образовались школы по инженерному делу. Первым инженерно-техническим учебным заведением России, начавшим давать систематическое образование, становится основанная в 1701 году Петром I Школа математических и навигационных наук, где подготавливали военных инженеров для армии и флота. Школа была ликвидирована в 1752 году, тем не менее, появились преемники в области инженерного дела: Николаевское инженерное училище, затем Николаевская инженерная академия, Военный инженерно-технический университет (ВИТУ), который функционирует до сих пор и является одним из старейших учебных заведений в современной России.

В 1810 году в Санкт-Петербурге был открыт Институт инженеров путей сообщения, один из преподавателей которого был выдающийся российский математик и механик Михаил Васильевич Остроградский (1801—1861). Он известен в основном своими работами по вариационному исчислению и вкладом в теорию упругости. В связи с тем, что организация Института инженеров путей сообщения имела большой успех, правительство использовало это учебное заведение как образец для дальнейшего развития инженерного образования в России. В 1828 году для подготовки инженеров-механиков в Петербурге был организован Технологический институт.

Развитие инженерного дела было связано не только с подготовкой инженеров в высших учебных заведениях, но и созданием первых научных организаций, посвященных инженерному делу. Самая известная среди них - это Русское техническое общество, основанное в 1866 году в Санкт-Петербурге, поставившее перед собой задачи содействия развитию техники и промышленности в России. Именно эти традиции Русского технического общества и развивают сейчас в «Российском союзе инженеров». Общество проводило съезды, выставки, конференции, посвященные инженерным достижениям в самых разных отраслях хозяйства, участвовало в создании общеобразовательных школ и специализированных технических классов. На мероприятиях сообщества и в трудах других научных обществ были впервые обнародованы важнейшие открытия Менделеева, Попова и Циолковского.

Конечно, развитие инжерного дела на первых порах было связано с Петербургом, но и Москва вносила свой вклад в подготовку инженеров и развитие инженерного дела в России. Особое место в становлении профессии занимает Высшее Техническое Училище, которое в 1-й половине XIX века называлось Ремесленным Училищем, а во 2-й — Императорским Московским Техническим Училищем. Именно здесь впервые в мире начали преподавать аэродинамику, а студенты выполняли работы в аэродинамической лаборатории. Начало этому было положено во многом благодаря деятельности Николая Егоровича Жуковского (1847-1921). В первые годы Советской власти это учебное заведение было переименовано в Московское Высшее Техническое Училище (МВТУ), а сегодня известно по всему миру как МГТУ им. Баумана.

Первая мировая война значительно подкосила кадровый состав инженеров в России. Вообще приоритет всегда отдавался военному инженерному делу, специалистов в основном готовили в военных вузах и отправляли в армию и на флот. В годы Первой Мировой войны Россия лишилась очень многих инженерных специалистов.

Инженерное дело в Советском Союзе

Комплексные проектно-изыскательные организации стали появляться в нашей стране сразу же после Гражданской войны. Масштабные планы по электрификации, а затем и индустриализации страны требовали большого количества инженерных специалистов. Все это открывало широкие перспективы для развития инженерного дела в Советском Союзе.

В 30-е годы в результате масштабных чисток пострадала значительная часть инженерных и технических специалистов. Однако многие из их разработок сохранились и получили свое развитие уже после Великой Отечественной войны, когда стояла задача быстрого восстановления экономики, восстановления и создания новых индустриальных предприятий.

Вклад советских инженеров в победу СССР в Великой Отечественной войне огромен. В период войны основу боевой авиации составляли самолеты, разработанные Андреем Николаевичем Туполевым. В начале войны это были боевые самолеты СБ и ТБ-3, а с1944 года на вооружении российских войск начал поставляться Ту-2 - лучший фронтовой бомбардировщик. Огромное развитие именно в период отечественной войны получила связь. Под руководством Александра Львовича Минца была спроектирована средневолновая вещательная станция фантастической для тех лет мощности в 1200 кВт, которая помогла охватить всю оккупированную территорию.

Решение о создании мощного морского флота в Советском союзе было принято в 1938 году, до этого мощного флота, способного отражать боевые удары противника, у СССР не было. В 1940 году российские конструкторы сосредоточились на строительстве малых и средних боевых кораблей и подводных лодок, а также эскадренных миноносцев. Среди инженеров-конструкторов, внесших огромный вклад в создание советского морского флота, необходимо назвать Юновидова, Копержинского, Лощинского.

Сразу после окончания отечественной войны в СССР развернулись грандиозные работы по ракетостроению и освоению космоса. С 1946 года Сергей Павлович Королев приступил к разработке баллистических ракет дальнего действия. Сергей Королев - крупнейшая фигура не только отечественного, но и мирового ракето- и кораблестроения, благодаря его разработка СССР на долгие десятилетия завоевал мировое лидерство в области производства ракетно-космической техники и освоения космоса. В 1953 году была начата работа по созданию первого искусственного спутника земли под руководством Михаила Клавдиевича Тихонравова, ближайшего соратника Королева.

На 50-е годы XX века пришлось резко наращивание потенциала гражданских отраслей и проектного комплекса - были сформированы специализированные структуры по отраслям народного хозяйства и видам проектирования. В середине 70-х гг. в нашей стране функционировало порядка 1500 проектных и изыскательских организаций, в которых работало более 750 000 сотрудников.

Благодаря инженерным организациям в СССР были реализованы важнейшие для развития страны проекты по строительству ГЭС, АЭС, ЛЭП и т.д. Таким образом, развитие инжиниринговых услуг в Советском Союзе шло за счет создания крупных проектных организаций, способных реализовывать масштабные государственные планы по строительству стратегических объектов в разных областях отечественной промышленности.

Инженерное дело в современной России

С конца 80-х и особенно в 90-е годы, в результате упадка в инженерно-строительной сфере, численность проектных организаций сократилась в разы, началось технологическое отставание от мировых стандартов.

Это вызвало массовую утечку высоквалифицированных инженерных специалистов и молодых ученых на запад, где их труд был более востребован и достойно оплачивался. Самыми популярными странами для миграции были США, Канада, Франция, Германия, Израиль. В 90-е годы из России в различные страны выехало около 80 000 ученых и инженеров, на подготовку которых, по подсчетам Российского фонда фундаментальных исследований, нашей страной было затрачено примерно 60 миллиардов долларов.

В результате этих процессов инженерное дело и образование, исследования и промышленное производство перешли в стадию глубокой стагнации. Общество почти полностью потеряло интерес к инженерам и ученым. Крупнейшие заводы и исследовательские организации, где инженерный труд мог быть востребован, либо прекратили свою деятельность, либо сократили масштабы производства.

Начало 2000-х годов отмечено поворотом государства к российским ученым и инженерам. В начале 2000-х годов в результате возрождения строительной отрасли появился стабильный спрос на услуги инжиниринговых компаний, но российских компаний, способных выполнять крупные заказы с должным уровнем качества, почти не было. Отечественные строительные организации, задействованные в сфере промышленного и гражданского строительства, были вынуждены обращаться к иностранным специалистам.

Ситуация с инженерным делом в России до сих пор остается достаточно сложной. И это беспокоит активных граждан, понимающих, что инженерное дело - это единственная база, опираясь на которую наша экономика должна двигаться вперед. «Российский союз инженеров» - это организация, созданная в целях развития инженерной науки, промышленности и формирования новой базы российской экономики.

Инженерное дело не стоит на месте. Учёные каждый день неустанно работают над тем, чтобы сделать жизнь простых обывателей и профессионалов на производстве проще, ускорить рабочие процессы и обеспечить качественную и сверхбыструю коммуникацию между жителями разных полушарий.

Беспилотные летательные аппараты

Беспилотные летательные аппараты или БПЛА - лакомая сфера деятельности для инженеров. Небольшие дроны и целые космические корабли дистанционного управления с каждым днём становятся всё больше похожими на плод воображения писателя-фантаста.

Так, в сентябре 2014 года мы рассказали о долгожданной инициативе по раздаче беспроводного Интернета летающими дронами. Задумка принадлежит португальской компании Quarkson, которые, в отличие от проекта Google Project Loon, планируют не просто разместить воздушные шары-роутеры над землёй, но запустить в небеса целую флотилию дронов.

Летательные аппараты Quarkson будут летать на высоте 3500 метров над уровнем моря и будут преодолевать расстояния в 42 тысячи километров. Каждый дрон будет работать без подзарядки до двух недель и выполнять самые разные задачи: раздавать Wi-Fi, контролировать состояние окружающей среды, производить аэрофотосъёмку и даже служить в разведывательных целях во время войны.

Напомним, что о похожей инициативе в 2013 году объявила компания Amazon: сетевой гигант планирует организовать доставку небольших товаров, купленных в интернет-магазине, не курьерами и не почтой, а именно беспилотниками.

Эффективная работа флотилии дронов не может быть обеспечена, если управление всеми членами "стаи" не налажено при помощи специальных алгоритмов. К счастью, в марте 2014 года инженеры из университета Этвоша Лорана в Будапеште продемонстрировали слаженное маневрирование квадрокоптеров, которые летали стаей без центрального управления.

Коммуникация летающих роботов обеспечивается посредством приёма-передачи радиосигналов, а ориентация в пространстве осуществляется благодаря системе GPS-навигации. В каждой роботизированной стае есть "вожак", за которым следуют остальные беспилотники.

В отличие от инциативы Quarkson, такие стаи венгерские инженеры планируют адаптировать исключительно под мирные цели - те же доставки покупок или в отдалённом будущем пассажирские рейсы.

Команда из Исследовательского центра Эймса и Стэнфордского университета в 2014 году задумалась об одной важной, но неочевидной проблеме - утилизации разрушенных при столкновениях беспилотников. Инженеры сконструировали первый в мире биоразлагаемый БПЛА и даже испытали его в ноябре.

Прототип изготовлен из особого вещества - мицелия - который уже широко применяется для изготовления биоразлагаемых упаковок. Однако некоторые детали учёные всё же планируют по-прежнему изготавливать из обычных материалов, чтобы обеспечить беспилотнику высокую производительность. Впрочем, пару лопастей и аккумулятор убрать с места крушения - не то же самое, что разобрать целый корпус летающего робота.

Авиакосмическая техника

В некоторых сферах деятельности человека заменить живой мозг с его интуицией и огромным спектром чувств беспилотником пока что не представляется возможным. Но модернизировать пилотируемые летательные аппараты всегда можно.

В ноябре 2014 года американское космическое агентство NASA испытало первый самолёт с крыльями-трансформерами. Тестированию подверглась новая система FlexFoil, которая призвана заменить стандартные алюминиевые закрылки, снизить расход топлива у самолётов и повысить аэродинамику корпуса.

Пока ещё не ясно, заменит ли новая технология уже используемые в авиационной промышленности, но первые тесты дали превосходные результаты. Возможно, FlexFoil найдёт своё применение даже в космосе.

Говоря о величественных просторах нашей Вселенной, невозможно не вспомнить об ещё одном громком достижении инженеров - лёгком и гибком скафандре будущего. Новая разработка инженеров из Массачусетского технологического института - это пластичный костюм, оснащённый тысячами катушек, которые позволят ткани сжаться прямо на теле космонавта и заключить его в безопасный кокон.

Катушки сокращаются, реагируя на тепло тела, а также обладают памятью формы. То есть последующие облачения в скафандр для каждого космонавта будут проще, чем самый первый раз. Пока что инженеры сконструировали только небольшой кусочек ткани-прототипа, но в будущем, они уверены, именно в таких костюмах будут прогуливаться по Луне и Марсу колонизаторы инопланетных миров.

Роботы и экзоскелеты

Каждый год робототехники выпускают с десяток машин, имитирующих анатомию и повадки различных животных. Они становятся более "умными" и ловкими, а программное обеспечение даёт им сверхчеловеческие возможности. Инженеры дарят возможность и каждому человеку почувствовать себя немного киборгом, примерив экзоскелет - особый костюм, который повышает мышечную силу или даже возвращает радость движения парализованным пациентам.

Впрочем, пока человек, даже имея феноменально сложно устроенный мозг, не способен справиться с абсолютно любым заданием, а именно этого инженеры хотят добиться от роботов. Подобно человеку, машина будущего будет черпать недостающие знания и инструкции из Интернета, но только не через поисковики, а при помощи вычислительной системы RoboBrain, разработанной в Корнельском университете.

Учёные придумали эту систему интеграции знаний, накопленных человечеством, в мозг-компьютер робота, чтобы позволить машинам ловко справляться с любыми бытовыми задачами. Так, робот сможет определить, например, каков объём кружки, какова температура кофе и как правильно из предметов, находящихся на кухне, приготовить вкусный капучино.

Исследователи в первую очередь стремятся придать роботам самостоятельности, то есть сконструировать такую машину и написать такое программное обеспечение, чтобы робот мог действовать без помощи со стороны человека. Ещё одним впечатляющим примером достижения в этой сфере является робот-оригами, который самостоятельно собирается при нагреве и передвигается по различным поверхностям.

Эта разработка принадлежит команде из Массачусетского технологического института и Гарвардского университета. Как поясняют инженеры, им удалось создать устройство со встроенной способностью к вычислению. Более того, роботы-оригами созданы из бюджетных материалов и универсальны в применении: небольшие боты могут стать основой самособирающейся мебели будущего или временных убежищ для пострадавших от природных катастроф людей.

Одно из самых ярких достижений робототехники в 2014 году - это исторический первый удар по мячу на чемпионате мира по футболу в Бразилии. И сделал этот удар Джулиано Пинто (Juliano Pinto), пациент с параличом нижних конечностей. Совершить невозможное Пинто позволил новый экзоскелет, спроектированный командой Мигеля Николелиса (Miguel Nicolelis), который потратил на разработку многие годы.

Экзоскелет не просто придаёт Пинто мышечную силу, но полностью контролируется сигналами мозга в режиме реального времени. Чтоы создать уникальный робокостюм Николелису и его коллегам пришлось провести массу экспериментов, завершившихся громкими открытиями. Так, учёные смогли объединить мозг двух крыс, находящихся на разных континентах, научили грызунов реагировать на невидимый инфракрасный свет и создали интерфейс для одновременного управления двумя виртуальными конечностями, который испытали на обезьянах.

Всё это привело к тому, что парализованный пациент смог вновь почувствовать свои нижние конечности.

Медицинская техника

Инженеры могут помочь не только паралитикам, но и практически любым пациентам. Без новейших достижений в сфере робототехники не существовала бы современная медицина. И в этом году было представлено ещё несколько впечатляющих прототипов.

Особое внимание стоит обратить на камеру, созданную учёными из университета Дьюка. Это устройство для съёмки в режиме реального времени позволяет получить снимки в очень высоком разрешении и таким образом диагностировать рак даже на самых ранних стадиях.

Новая гигапиксельная камера позволяет исследовать крупные участки кожи в мельчайших подробностях на предмет наличия меланомы - рака кожи. Такое обследование позволит вовремя заметить любые изменения в цвете и структуре кожи, быстро диагностировать заболевание и вылечить его. Напомним, что этот вид рака хоть и является самым смертоносным, но прекрасно поддаётся лечению на ранних стадиях.

За диагностикой всегда следует лечение, и лучше всего если это лечение - таргетное, то есть прицельное. Доставить лекарства прямо к поражённым клеткам позволит ещё одно изобретение, созданное в 2014 году. Крошечные наномоторы будут обеспечивать движения армии нанороботов, которые смогут отправлять агрессивные медицинские препараты прямо к раковым опухолям, не затрагивая при этом здоровые клетки. Таким образом, лечение от рака будет проходить незаметно, безболезненно и без побочных эффектов.

Высокотехнологичные материалы

Материалы, которые нас окружают, такие как стекло, пластик, бумага или дерево, вряд ли способны удивить нас своими свойствами. Но учёные научились создавать материалы с уникальными свойствами, используя самое обычное бюджетное сырьё. Они позволят проектировать настоящие футуристические конструкции.

К примеру, в феврале 2014 года инженеры из Техасского университета в Далласе представили мощнейшие в мире искусственные мышцы, созданные из обычной рыболовной лески и швейных ниток. Такие волокна способны поднять в 100 раз больше веса, чем природные человеческие мышцы, и генерировать в сотню раз больше механической энергии. А ведь сплести искусственную мышцу довольно просто - нужно всего лишь ювелирно точно наматывать лески из высокопрочного полимера на слои из швейных ниток.

Новая разработка может широко употребляться в быту в будущем. Из полимерных мышц можно будет создавать адаптирующуюся к погоде одежду, самозакрывающиеся теплицы и, разумеется, сверхсильных человекоподобных роботов.

К слову, роботы-гуманоиды, возможно, будут обладать не только сверхпрочными мышцами, но и гибкой бронёй. Инженеры из университета МакГилла в 2014 году вдохновились броненосцами и крокодилами и сконструировали броню из гексагональных стеклянных пластин на полимерной подложке. По сравнению с жёстким щитом гибкая броня оказалась на 70% прочнее.

Правда, в будущем, скорее всего, жёсткие пластины будут делать не из стекла, а из более высокотехнологичных материалов, таких как сверхпрочная керамика.

В июле 2014 года команда из Массачусетского технологического института создала материал, который позволит роботам менять своё агрегатное состояние с твёрдого на жидкое, прямо как в кино. Для этого инженеры использовали обычный воск и строительную пену - два бюджетных и вполне очевидных вещества, которые являются идеальным примером меняющих состояние субстанций.

При воздействии высоких температур воск плавится, и робот становится жидким. Так он протискивается в любые щели. Как только тепло уходит, воск застывает, заполняет поры пены, и робот вновь становится твёрдым. Учёные считают, что их изобретение найдёт себе применение и в медицине, и в спасательных операциях.

Домашняя техника

Создавать бытовых роботов и простые в применении устройства - одна из сложнейших задач инженерии. Обыватели не станут проходить обучение, чтобы воспользоваться особой техникой, и потому разработки должны быть простыми, полезными, а главное - стоить недорого.

Ещё в самом начале 2014 года британский изобретатель и владелец компании Dyson Джеймс Дайсон (James Dyson) объявил, что его инженеры займутся созданием бытового робота, который будет помогать хозяйкам по дому. Предприниматель выделил 5 миллионов фунтов стерлингов на выполнение этой задачи, которым займутся прежде всего инженеры из Имперского колледжа Лондона.

Работа уже идёт полным ходом, и когда она завершится, то многие сможгут приобрести себе роботизированного помощника, который будет не только стирать, гладить и убирать, но и сидеть с пожилыми и больными людьми, заниматься маленькими детьми и животными. Обязательное условие проекта - сколь возможно низкая себестоимость машин.

Работая на кухне, робот Dyson, возможно, будет частенько пользоваться недавним изобретением китайской компании Baidu - "умными" палочками, которые будут проверять качество пищи. Приборы оснащены индикатором и множеством датчиков, которые позволят определить, свежо ли блюдо или существует риск отравления.

Впрочем, пока не ясно, станут ли "умные" палочки коммерческим проектом. В ходе испытаний некоторые пользователи жаловались, что критерии у встроенной системы настолько строги, что найти подходящую пищу практически невозможно.

С кухни отправимся в кабинет. Обычная принтерная печать также пережила революцию в 2014 году. Сразу две впечатляющих разработки учёных позволят сэкономить на картриджах и бумаге, спасти сотни деревьев от вырубки и сделать печать проще и экологичнее.

Группа исследователей из Цзилиньского университета в Китае объявили в январе 2014 года, что печатать на бумаге можно не чернилами, а водой. Чтобы сделать это возможным команда химиков разработала особое покрытие для обычной бумаги, которое активирует молекулы красителя при воздействии воды. Через сутки жидкость испаряется и бумагу можно снова вставлять в принтер, а суток точно хватит, чтобы ознакомиться с большинством документов.

Позднее, в декабре 2014 года, учёные из университета Калифорнии в Риверсайде предложили заменить бумагу особыми пластинами, а чернила - окислительно-восстановительными красителями. Их технология подразумевает печать посредством воздействия ультрафиолетового излучения, которое оставляет на пластине лишь цветные буквы, а остальная площадь "бумаги" остаётся прозрачной.

Что касается повторного использования утилизированных предметов обихода, невозможно не вспомнить о проекте исследователей из института IBM Research. Эксперты подсчитали, что утилизированные ноутбуки почти всегда содержат рабочие аккумуляторы, способные питать достаточное количество лампочек, чтобы осветить целый дом.

Эксперимент показал, что после нехитрой переработки выброшенные на помойку компьютеры могут получить новую жизнь и осветить дома жителей развивающихся стран.

Итого

За 2014 год инженерия и техника, возможно, совершили самый большой скачок в будущее по сравнению с другими областями науки. Не стоит забывать, что без достижений в этой сфере не обойдётся ни одна фундаментальная область исследований.

За 15 лет с начала нового тысячелетия люди и не заметили, что попали в иной мир: мы живем в другой Солнечной системе, умеем ремонтировать гены и управлять протезами силой мысли. Ничего этого в XX столетии не было

Генетика

Геном человека полностью секвенирован

Робот сортирует ДНК человека в чашках Петри для проекта The Human Genome

Проект «Человеческий геном» (The Human Genome Project ) начался в 1990 году, в 2000-м был выпущен рабочий черновик структуры генома, полный геном - в 2003 году. Однако и сегодня дополнительный анализ некоторых участков еще не закончен. В основном он был выполнен в университетах и исследовательских центрах США, Канады и Великобритании. Секвенирование генома имеет решающее значение для разработки лекарств и понимания того, как устроено человеческое тело.

Генная инженерия вышла на новый уровень

В последние годы был разработан революционный метод манипуляции ДНК при помощи так называемого CRISP -механизма. Эта методика позволяет избирательно редактировать определенные гены, что раньше было невозможно.

Математика

Доказана теорема Пуанкаре

В 2002 году российский математик Григорий Перельман доказал теорему Пуанкаре, одну из семи задач тысячелетия (важные математические проблемы, решение которых не найдено в течение десятков лет). Перельман показал, что исходная трехмерная поверхность (если в ней нет разрывов) обязательно будет эволюционировать в трехмерную сферу. За эту работу он получил престижную «медаль Филдса», аналог Нобелевской премии в математике.

Астрономия

Открыта карликовая планета Эрида

Впервые Эриду сфотографировали еще 21 октября 2003 года, но заметили на снимках только в начале 2005-го. Ее открытие стало последней каплей в спорах о судьбе Плутона (продолжать ли его считать планетой или нет), что изменило привычный образ Солнечной системы (см. стр. 142–143).

Обнаружена вода на Марсе

В 2005 году аппарат «Марс Экспресс» Европейского космического агентства обнаружил большие залежи водяного льда недалеко от поверхности - это очень важно для последующей колонизации Красной планеты.

Физика

Глобальное потепление - быстрее, чем ожидалось

В 2015 году ученые из Всемирного центра мониторинга ледников при Цюрихском университете (Швейцария) под руководством доктора Михаэля Цемпа, работая совместно с коллегами из 30 стран, установили, что темп таяния ледников на Земле к настоящему времени, по сравнению c усредненными показателями за XX век, вырос в два-три раза.

Обнаружена квантовая телепортация

Такая телепортация отличается от телепортации, о которой любят говорить фантасты, - при ней материя или энергия не передаются на расстояние. Эксперименты по передаче квантовых состояний на большие расстояния были удачно проведены за последние 15 лет не менее чем десятком научных групп. Квантовая телепортация очень важна для создания сверхзащищенных шифров и квантовых компьютеров.

Экспериментально подтверждено существование графена

Его двумерная (толщиной в один атом) кристаллическая решетка проявляет необычные электрофизические свойства. Впервые графен был получен Андреем Геймом и Константином Новоселовым в 2004 году (Нобелевская премия за 2010-й). Его планируется использовать в электронике (в сверхтонких и сверхбыстрых транзисторах), композитах, электродах и т. д. Кроме того, графен - второй по прочности материал на свете (на первом месте - карбин).

Доказано существование кварк-глюонной плазмы

В 2012 году эксперименты физиков, работающих с ускорителем RHIC в Брукхейвенской национальной лаборатории (США), попали в Книгу рекордов Гиннесса с формулировкой «за самую высокую температуру, полученную в лабораторных условиях». Сталкивая ионы золота на ускорителе, ученые добились возникновения кварк-глюонной плазмы с температурой 4 триллиона °С (в 250 тысяч раз горячее, чем в центре Солнца). Спустя примерно микросекунду после Большого взрыва Вселенная была наполнена как раз такой плазмой.

Найден бозон Хиггса

Существование этой элементарной частицы, отвечающей за массу всех прочих частиц, теоретически было предсказано Питером Хиггсом еще в 1960-х годах. А найдена она была во время экспериментов на Большом адронном коллайдере в 2012-м (за что Хиггс, совместно с Франсуа Энглером, получил Нобелевскую премию 2013 года).

Биология

Людей поделили на три энтеротипа

В 2011 году ученые из Германии, Франции и нескольких других исследовательских центров доказали, что по генетике населяющих нас бактерий люди делятся на три категории, или энтеротипа. Энтеротип человека проявляется в разной реакции на еду, лекарства и диеты, и потому стало ясно, что никаких универсальных рецептов в этих областях существовать не может.

Создана первая синтетическая бактериальная клетка

В 2010 году ученые из Института Крейга Вентера (был одним из лидеров гонки по расшифровке человеческого генома) создали первую полностью синтетическую хромосому с геномом. Когда ее встроили в бактериальную клетку, лишенную генетического материала, она начала функционировать и делиться по предписанным новым геномом законам. В перспективе синтетический геном позволит создавать вакцины против новых вирусных штаммов за часы, а не за недели, производить эффективное биотопливо, новые пищевые продукты и т. д.

Удачно записаны и перезаписаны воспоминания

Начиная с 2010 года несколько исследовательских групп (США, Франция, Германия) научились записывать в мозг мышей ложные воспоминания, стирать реальные, а также превращать приятные воспоминания в неприятные. До человеческого мозга дело пока не дошло, но осталось недолго.

Получены «этичные» (не из эмбрионов) плюрипотентные стволовые клетки

В 2012 году Синъя Яманака совместно с Джоном Гёрдоном стали лауреатами Нобелевской премии за открытие 2006 года - получение плюрипотентных стволовых клеток мыши путем эпигенетического перепрограммирования. За последующее десятилетие не менее десятка научных групп добились впечатляющих успехов в данной области, в том числе с человеческими клетками. Это предвещает скорые прорывы в терапии рака, регенеративной медицине, а также в клонировании человека (или его органов).

Палеонтология

Впервые обнаружены мягкие ткани динозавра

Мэри Швейцер руководила научной группой, которая описала коллаген, выделенный из бедренной кости Tyrannosaurus reх

Молекулярный палеонтолог Университета Северной Каролины Мэри Швейцер в 2005 году в окаменевшей конечности подростка-тираннозавра из Монтаны (возрастом 65 млн лет) обнаружила мягкие ткани. Ранее считалось, что любые белки разложатся максимум за несколько тысяч лет, поэтому никто их в окаменелостях и не искал. После этого мягкие ткани (коллаген) были обнаружены и в других древнейших образцах.

У людей обнаружены гены неандертальцев и «денисовского человека»

Участники международного симпозиума «Переход к верхнему палеолиту в Евразии: культурная динамика и развитие рода Homo » осматривают место раскопок в центральном зале Денисовой пещеры

Из работ двух научных групп стало ясно, что от 1 до 3% генома среднестатистического европейца или азиата восходит к неандертальцам. Но у каждого современного индивидуума присутствуют несхожие неандертальские аллели (различные формы одного и того же гена), поэтому общая сумма «неандертальских» генов куда выше, до 30%. «Наследники» неандертальцев (скрещивание происходило около 45 тысяч лет назад) - в основном европейцы; у азиатов в геноме присутствуют следы скрещивания с еще одним гоминидом - «денисовским человеком». Самые «чистые» Homo sapiens - уроженцы Африканского континента.

Медицина

По дыханию распознана ранняя стадия рака легких

Год назад группа израильских, американских и британских ученых разработала устройство, которое способно точно идентифицировать рак легких и определить, в какой стадии он находится. Основой устройства стал анализатор дыхания со встроенным наночипом NaNose , способный «вынюхать» раковую опухоль с 90-процентной точностью, даже когда раковый узелок практически незаметен. В скором времени стоит ожидать анализаторов, которые смогут по «запаху» определять и другие виды рака.

Разработано первое полностью автономное искусственное сердце

Специалисты американской компании Abiomed разработали первое в мире полностью автономное постоянное искусственное сердце для имплантаций (AbioCor ). Искусственное сердце предназначено для пациентов, у которых невозможно лечение собственного сердца или имплантация донорского.

Бионика

Созданы биомеханические устройства и протезы, контролируемые усилием мысли

Американец Зак Вотер испытал бионический ножной протез, поднявшись по лестнице на 103-й этаж небоскреба Уиллис-тауэр, расположенного в Чикаго

В 2013 году появились первые опытные образцы «умных» протезов с обратной связью (эмуляцией осязательных ощущений), которые позволяют человеку чувствовать то, что «ощущает» протез. В 2010-х годах созданы и отдельные от человека устройства, управляемые только через мысленный интерфейс (иногда с инвазивными контактами, но чаще это похоже на головной обруч с сухим электродом), - компьютерные игры и тренажеры, манипуляторы, транспорт и пр.

Электроника

Перейден петафлопсный барьер

В 2008 году новый суперкомпьютер в Лос-Аламосе (США) заработал со скоростью более квадриллиона (тысяча триллионов) операций в секунду. Следующий барьер, эксафлопсный (квинтиллион операций в секунду) будет достигнут в ближайшие годы. Системы с такой невероятной скоростью необходимы в первую очередь для высокопроизводительных вычислений - обработки данных научных экспериментов, климатического моделирования, финансовых операций и т. д.

Фото: Alamy, SPL, Newscom / Legion Media, SPL / Legion Media (X2), Photo courtesy of North Carolina State University, Reuters / Pix- Stream, Александр Кряжев / РИА Новости, Reuters / Pix-Stream, Michael Hoch, Maximilien Brice / © 2008 CERN, for the benefit of the CMS Collaboration, AP / East News

В 2014 году технические новинки стали ещё более производительными, футуристическими и, что немаловажно, безопасными. Редакция собрала для читателей обзор самых ярких новостей из мира техники за уходящий год.

Беспилотные летательные аппараты

Беспилотные летательные аппараты или БПЛА — лакомая сфера деятельности для инженеров. Небольшие дроны и целые космические корабли дистанционного управления с каждым днём становятся всё больше похожими на плод воображения писателя-фантаста.

Так, в сентябре 2014 года мы рассказали о долгожданной инициативе по . Задумка принадлежит португальской компании Quarkson , которые, в отличие от проекта Google Project Loon , планируют не просто разместить воздушные шары-роутеры над землёй, но запустить в небеса целую флотилию дронов.

(фото Quarkson).

Напомним, что о похожей инициативе в 2013 году : сетевой гигант планирует организовать доставку небольших товаров, купленных в интернет-магазине, не курьерами и не почтой, а именно беспилотниками.

Эффективная работа флотилии дронов не может быть обеспечена, если управление всеми членами "стаи" не налажено при помощи специальных алгоритмов. К счастью, в марте 2014 года инженеры из университета Этвоша Лорана в Будапеште , которые летали стаей без центрального управления.

(фото CNASA/Ames).

В отличие от инциативы Quarkson, такие стаи венгерские инженеры планируют адаптировать исключительно под мирные цели — те же или в отдалённом будущем .

Команда из Исследовательского центра Эймса и Стэнфордского университета в 2014 году задумалась об одной важной, но неочевидной проблеме — утилизации разрушенных при столкновениях беспилотников. Инженеры и даже испытали его в ноябре.

Прототип изготовлен из особого вещества — мицелия — который уже широко применяется для изготовления биоразлагаемых упаковок. Однако некоторые детали учёные всё же планируют по-прежнему изготавливать из обычных материалов, чтобы обеспечить беспилотнику высокую производительность. Впрочем, пару лопастей и аккумулятор убрать с места крушения — не то же самое, что разобрать целый корпус летающего робота.

Авиакосмическая техника

В ноябре 2014 года американское космическое агентство NASA испытало . Тестированию подверглась новая система FlexFoil , которая призвана заменить стандартные алюминиевые закрылки, снизить расход топлива у самолётов и повысить аэродинамику корпуса.

(иллюстрация FlexSys).

Говоря о величественных просторах нашей Вселенной, невозможно не вспомнить об ещё одном громком достижении инженеров — . Новая разработка инженеров из Массачусетского технологического института — это пластичный костюм, оснащённый тысячами катушек, которые позволят ткани сжаться прямо на теле космонавта и заключить его в безопасный кокон.

(иллюстрация Jose-Luis Olivares/MIT).

Роботы и экзоскелеты

Каждый год робототехники выпускают с десяток машин, . Они становятся более "умными" и ловкими, а программное обеспечение даёт им сверхчеловеческие возможности. Инженеры дарят возможность и каждому человеку почувствовать себя немного киборгом, — особый костюм, который повышает мышечную силу или даже возвращает радость движения парализованным пациентам.

(фото MIT).

Исследователи в первую очередь стремятся придать роботам самостоятельности, то есть сконструировать такую машину и написать такое программное обеспечение, чтобы робот мог действовать без помощи со стороны человека. Ещё одним впечатляющим примером достижения в этой сфере является , который самостоятельно собирается при нагреве и передвигается по различным поверхностям.

(фото Miguel Nicolelis).

Одно из самых ярких достижений робототехники в 2014 году — это исторический первый удар по мячу на чемпионате мира по футболу в Бразилии. И сделал этот удар Джулиано Пинто (Juliano Pinto), . Совершить невозможное Пинто позволил новый экзоскелет, спроектированный командой Мигеля Николелиса (Miguel Nicolelis), который потратил на разработку многие годы.

Всё это привело к тому, что парализованный пациент смог вновь почувствовать свои нижние конечности.

Медицинская техника

Особое внимание стоит обратить на камеру, созданную учёными из университета Дьюка. Это устройство для съёмки в режиме реального времени позволяет и таким образом диагностировать рак даже на самых ранних стадиях.

Новая гигапиксельная камера позволяет исследовать крупные участки кожи в мельчайших подробностях на предмет наличия меланомы — рака кожи. Такое обследование позволит вовремя заметить любые изменения в цвете и структуре кожи, быстро диагностировать заболевание и вылечить его. Напомним, что этот вид рака хоть и является самым смертоносным, но .

За диагностикой всегда следует лечение, и лучше всего если это лечение — таргетное, то есть прицельное. Доставить лекарства прямо к поражённым клеткам позволит . Крошечные наномоторы будут обеспечивать движения армии нанороботов, которые смогут отправлять агрессивные медицинские препараты прямо к раковым опухолям, не затрагивая при этом здоровые клетки. Таким образом, лечение от рака будет проходить незаметно, безболезненно и без побочных эффектов.

Высокотехнологичные материалы

К примеру, в феврале 2014 года инженеры из Техасского университета в Далласе , созданные из обычной рыболовной лески и швейных ниток. Такие волокна способны поднять в 100 раз больше веса, чем природные человеческие мышцы, и генерировать в сотню раз больше механической энергии. А ведь сплести искусственную мышцу довольно просто — нужно всего лишь ювелирно точно наматывать лески из высокопрочного полимера на слои из швейных ниток.

(фото University of Texas at Dallas).

К слову, роботы-гуманоиды, возможно, будут обладать не только сверхпрочными мышцами, но и гибкой бронёй. Инженеры из университета МакГилла в 2014 году вдохновились броненосцами и крокодилами и сконструировали броню из . По сравнению с жёстким щитом гибкая броня оказалась на 70% прочнее.

(фото Francois Barthelat).

Правда, в будущем, скорее всего, жёсткие пластины будут делать не из стекла, а из более высокотехнологичных материалов, .

В июле 2014 года команда из Массачусетского технологического института создала материал, который , прямо как в кино. Для этого инженеры использовали обычный воск и строительную пену — два бюджетных и вполне очевидных вещества, которые являются идеальным примером меняющих состояние субстанций.

(фото MIT).

Домашняя техника

Создавать бытовых роботов и простые в применении устройства — одна из сложнейших задач инженерии. Обыватели не станут проходить обучение, чтобы воспользоваться особой техникой, и потому разработки должны быть простыми, полезными, а главное — стоить недорого.

Ещё в самом начале 2014 года британский изобретатель и владелец компании Джеймс Дайсон (James Dyson) объявил, что его инженеры , который будет помогать хозяйкам по дому. Предприниматель выделил 5 миллионов фунтов стерлингов на выполнение этой задачи, которым займутся прежде всего инженеры из Имперского колледжа Лондона.

(фото WASEDA University Sugano Laboratory).

Работа уже идёт полным ходом, и когда она завершится, то многие смогут приобрести себе роботизированного помощника, который будет не только стирать, гладить и убирать, но и сидеть с пожилыми и больными людьми, заниматься маленькими детьми и животными. Обязательное условие проекта — сколь возможно низкая себестоимость машин.

Работая на кухне, робот Dyson, возможно, будет частенько пользоваться недавним изобретением китайской компании Baidu — "умными" палочками, . Приборы оснащены индикатором и множеством датчиков, которые позволят определить, свежо ли блюдо или существует риск отравления.

(иллюстрация Baidu).

Группа исследователей из Цзилиньского университета в Китае объявили в январе 2014 года, что . Чтобы сделать это возможным команда химиков разработала особое покрытие для обычной бумаги, которое активирует молекулы красителя при воздействии воды. Через сутки жидкость испаряется и бумагу можно снова вставлять в принтер, а суток точно хватит, чтобы ознакомиться с большинством документов.

Эксперты подсчитали, что утилизированные ноутбуки почти всегда содержат рабочие аккумуляторы, способные питать достаточное количество лампочек, чтобы осветить целый дом.

Итого

В истории становления и развития производительных сил общества на различных этапах проблема инженерной деятельности занимает особое место. Инженерное дело прошло довольно непростой, исторически длительный путь становления. История материальной культуры человечества знает немало примеров удивительного решения уникальных инженерных задач еще на довольно ранних этапах развития человеческого общества. Если мы обратимся к истории создания знаменитых семи чудес света, то убедимся в наличии оригинального решения конкретных инженерных проблем.

Семь чудес света получили свое название во времена античности как сооружения, поражающие своим великолепием, размерами, красотой, техникой исполнения и оригинальностью решения инженерных проблем. «Профессия» инженера, «представителя инженерного цеха» по праву может отстаивать место на одной ступени пьедестала с Охотником, Врачом, Жрецом.

Вместе с тем история материальной культуры иногда отрицает наличие инженера в обществе древности, а в этой связи и наличия и целенаправленной инженерной деятельности так, как мы понимаем эту деятельность сегодня, как она наполнена в век электричества, электронно-вычислительных машин, спутников, межконтинентальных воздушных лайнеров и ракет. Но некоторое отрицание инженера и инженерной деятельности на ранних ступенях развития общества еще не означает отрицания инженерной деятельности вообще при решении конкретных задач. Она в различных формах существовала в человеческой истории и существовала вполне активно. В рамках данной лекции мы рассмотрим процесс зарождения и становления инженерной деятельности, ее эволюции, появление инженера в производительных силах как обязательной профессии на пути преобразования этих сил, а также внешние и внутренние функции инженерной деятельности в современных условиях.

Доинженерная деятельность

На заре становления общества не существовало в явном виде инженерной специальности (это результат позднейшего общественного разделения труда), ни тем более «инженерного цеха», «касты» или социально-профессиональной группы. Но за многие века, даже тысячелетия до того, как общественный способ производства сделал возможным и необходимым появление инженеров в полном смысле этого слова, перед людьми возникали инженерные задачи и находились индивиды, способные их решать. Ведь человеческая цивилизация основана на преобразовании природного мира с помощью орудий труда, т.е. совокупности разнообразных технических средств. История их создания – одновременно и история инженерной деятельности .

История инженерной деятельности относительно самостоятельна; ее нельзя свести ни к истории техники, ни к истории науки. Корни ее теряются в глубине прошедших тысячелетий. Зачастую мы можем догадываться, какого упорства и таланта требовал каждый новый шаг в освоении и преобразовании мира, какие творческие коллизии, взлеты и крушения скрыты от нашего взгляда дымкой веков. Данные археологических раскопок позволяют лишь очень приблизительно реконструировать уровень знаний и умений, доступных творцам техники далекого прошлого. Судить об особенностях инженерной деятельности давно ушедших поколений приходится по ее результатам, сохранившимся в натуре или хотя бы в описании. И техника может рассказать о своих создателях очень многое.

По своему происхождению именно техническая деятельность стала одним на первых видов социальной деятельности. Чтобы выжить, добыть пищу, защитить себя от диких животных, первобытные люди вынуждены были прибегнуть к помощи орудий. Переход к труду, основанному на применении орудий, первых примитивных технических средств, был необходим. Все доступные нам факты борьбы рода человеческого за выживание подтверждают, что техническое (технологическое) направление и характер цивилизации являются не случайностью и не ошибкой общественного развития, а единственно возможным его путем.

Характер и содержание технической деятельности на ранних стадиях человеческой истории менялись крайне медленно: технические новинки сотни раз находились и сотни раз утрачивались, погибали вместе с их изобретателями.

Шли тысячелетия, и вместе с ними неуклонно шел дальше и дальше технический прогресс. На границе между верхним и нижним древнекаменным веком (палеолитом), примерно 40–30 тысяч лет назад, завершается предыстория человеческого общества и начинается его история. Этот переход совершился во многом благодаря накопленным техническим достижениям. В производственной деятельности человек освоил много новых пород камня, научился изготавливать свыше двадцати видов различных каменных орудий (резцов, сверл, скобелей и т.п.). Были созданы гарпун и копьеметалка. Апофеозом инженерной мысли каменного века стал лук. Человек, сообразивший, как использовать потенциальную энергию согнутой палки, натянувший на нее тетиву из жил животных и заостривший тонкую стрелу, совершил эпохальное техническое открытие.

Широкомасштабное применение лука, вкладышевых орудий, шлифованных топоров, тесел, мотыг, долот и прочих технических достижений неолита подготовило производственную революцию. Сущность так называемой неолитической революции – в переходе от охоты к земледелию и скотоводству.

В период неолита достоянием человечества сделались новые приемы обработки материалов – пиление, шлифование, сверление, появились составные орудия, был приручен огонь. Невозможно представить, что эти элементы материально-технической культуры возникли без целенаправленной умственной работы их создателей. Можно согласиться, что познание, техническое проектирование и организация производства не были расчленены и не существовали вне повседневной рутинной деятельности. Поэтому уже применительно к первобытнообщинному способу производства мы вправе говорить о существовании инженерной деятельности в ее неявной форме. Обозначим ее как доинженерную деятельность .

Прединженерный период
(с II – I тыс. до н.э. до ХVII–XVIII вв. н.э.)

Возникли классы и государство. Ширилась специализация труда. При становлении рабовладельческого способа производства происходит обособление ремесел. Это второе крупное общественное разделение труда порождает ремесленника – человека, занятого главным образом технической деятельностью.

Центром технической (и инженерной ) деятельности было строительное дело . Возникновение древних городов, которые становились центрами ремесленного производства, возведение культовых и ирригационных сооружений, мостов, плотин, дорог требовало кооперации труда огромного количества людей.

Очевидно, что «ни одно крупное и сложное сооружение древности не могло быть построено без детально разработанного проекта, требующего обособления целеполагающей деятельности. В процессе строительства технический замысел (проект) мог быть реализован только на основе совместного труда рабов. Для того чтобы организовать трудовые усилия больших масс низкоквалифицированных работников, подчинить их единой задаче, требовался инженер. Архитектурное дело и строительство стали исторически первой областью производства, где возникла потребность в людях, специально занятых функциями проектирования и управления (инженера).

Материально-техническая и духовная культура человечества в эпоху рабовладения достигла такого уровня, что в отдельных ее сферах – строительстве и архитектуре – возникла потребность в профессиональном инженерном труде. Сквозь тысячелетия дошли до нас имена египетского жреца-архитектора Имхотепа (ок. 2700 г. до н.э.), китайского гидростроителя Великого Юя (ок. 2300 г. до н.э.), древнегреческого зодчего и скульптора Фидия – создателя афинского акрополя Парфенона (V в. до н.э.). Были ли они инженерами? И да, и нет. Ответ на этот вопрос неоднозначен, и вот почему. Для производства периода поздних рабовладельческих государств характерно появление сложных технических задач нового класса, решение которых предполагало обособление инженерно-технических и инженерно-управленческих функций. Здравый смысл подсказывает, что тех, кто эти функции выполнял, мы вправе назвать инженерами.

Вместе с тем следует заметить:

1) что функции инженерного труда не сводятся к двум названным выше, они гораздо шире;

2) деятельность первых инженеров опиралась главным образом на практические, опытные знания, а также на весьма примитивные технические средства; универсальным и малоэффективным технологическим приемом было массовое применение рабского труда;

3) умственный труд, отпочковавшись от физического, долгое время оставался нерасчлененным.

Так, в рабовладельческом обществе естествознание, не говоря уже о точных (тем более о технических) науках, не успело выделиться в самостоятельную отрасль знания. Каждого инженера древности можно с не меньшим основанием именовать ученым, философом, писателем. Иначе говоря, любой инженер того времени заведомо «обязан» был быть мудрецом, любой мудрец одновременно владел инженерным делом.

Исходя из приведенных выше соображений, точнее можно обозначить этот период становления инженерии как прединженерный . Этот период неоднороден с точки зрения способа производства – рабовладение сменил феодализм, который, в свою очередь, готовился уступить место капитализму. Менялось общественно-политическое устройство: возникали и гибли империи, возвышались и приходили в упадок нации, классы, религии. Развивалась техника и технология, рождались гениальные изобретения, создавались принципиально новые технические объекты, изделия, инструменты, приемы обработки материалов. Неизменным оставалось одно: основным создателем технических нововведений , субъектом технической деятельности по-прежнему оставался ремесленник .

Достижения ремесленной деятельности древности и средневековья поражают воображение. Военное дело, сельское хозяйство, мореплавание, металлургическое, текстильное, бумажное производство – вот далеко не полный перечень областей деятельности, где в прединженерный период развития техники произошли технические революции: «порох, компас, книгопечатание – три изобретения, предваряющие буржуазное общество».

Многие технологические приемы древнего ремесла настолько уникальны, что не могут быть воспроизведены даже на основании современных научно-технических знаний. Длинный и сложный путь к прогрессу прошел человек. От каменного топора – к меди и бронзе, к железу и металлам космической эры.

Большинство из великих изобретений человечества относится к средствам передвижения (колесо, повозка, велосипед, паровоз, автомобиль, самолет и др.), орудиям труда (гончарный круг, мельница, прялка, паровой молот, робот и др.), материалам (бронза, железо, бумага, пластмасса и др.), энергетике (паровая машина, электрическая машина, дизель и др.), военному делу (порох, винтовка, атомная бомба и др.), сфере информации (книга, интернет и др.), связи (телеграф, телефон, телевидение и др.), приборам (компас, телескоп и др.).

До конца XVI – начала XVII в. техническая деятельность человека осуществлялась практически вне связи с развитием естественных наук и математики. И только после того, как результаты научных исследований стали использоваться для создания новой техники и технологий, возникла инженерная деятельность .

Первые инженеры формировались в среде ученых, обратившихся к технике, и ремесленников-самоучек, приобщившихся к науке. Первые инженеры − это одновременно художники и архитекторы, консультанты по фортификационным сооружениям, артиллерии и гражданскому строительству, алхимики и врачи, математики и естествоиспытатели. Их объединяло то, что они впервые стали использоватьнаучные знания как вполне реальную производительную силу.

Так сформировалась миссия инженера , которая состоит в создании искусственных технических объектов , сред и технологий , необходимых для обеспечения жизнедеятельности и повышения качества жизни человека и общества, с использованием природных ресурсов и применением естественно-научных знаний и практического опыта .

Рождение инженерной профессии стало результатом переворота во всех без исключения слоях и сферах общественной жизнедеятельности. Техника, способ производства, общественно-экономические отношения, политические институты, общественное сознание и психология, наука – все это необходимо было изменить, причем изменить самым решительным образом, прежде чем работа по решению инженерных проблем приобрела статус профессионального занятия в общественно значимых масштабах.

1.1. Факторы вызревания инженерного труда

Среди факторов, способствующих становлению инженерного труда, выделяют следующие :

1. Технологическая революция. Долгое время технологический способ производства, т.е. основной тип связи между человеком и техническими средствами труда, оставался неизменным. Орудия совершенствовались, усложнялись, становились эффективнее, но в целом в системе «человек – техника» человек был представлен ручным трудом, техника – инструментами для этого труда. Однако наступил момент, когда ремесленник, вооруженный ручными инструментами, перестал быть эффективным, исчерпал свой потенциал. Ремесленное производство уже не поспевало за растущими потребностями общества.

Смысл перемен в системе «человек – техника», обусловленный становлением машинного производства, заключался в передаче технике ряда человеческих функций; машина возникает с того момента, когда орудия превращаются «из орудий человеческого организма в орудия механического аппарата». Перемещение функции непосредственного управления орудиями от человека к машине ознаменовало собой не просто техническую революцию – такие революции «местного значения» происходят в технике в связи с любым крупным изобретением. Нет, произошел полный переворот во всей технической системе, после которого она начала развиваться по-новому, на основании новых принципов, новых технических форм и структур. Иными словами, возникновение машин определило начало нового исторического этапа в развитии техники – механизации производства.

Необходимость изобретать и применять в промышленных масштабах различного рода машины невольно породила потребность в специалистах, способных осуществлять эту деятельность не от случая к случаю, а постоянно. Таким образом, переворот в техническом компоненте производительных сил привел к видоизменению человеческого компонента – появились рабочие и инженеры, на которых возлагалась задача работать «преимущественно только головой».

2. Развитие общественно-экономических отношений . «Машинная революция» ,изменяя характер и содержание труда, его технологию, организацию и структуру, способствует изменению производственных отношений. Вместе с происшедшей революцией в производительных силах, совершается также революция в производственных отношениях. Укрепление капиталистической формы собственности и превращение ее в господствующую неразрывно связано с крупной машинной индустрией, преобразованием производства на новых, рациональных началах.

Место инженера в исторически определенной системе общественного производства – это одновременно его принадлежность и к определенной профессии, и к определенной социальной группе.

3. Переворот в мировоззрении , становление личности . Консерватизм средневекового мышления, усугубляемый догматическим религиозным мировоззрением, долгое время сдерживал развитие инженерной мысли. Изменять, «конструировать» мир в соответствии с заранее намеченными целями, личной волей вправе был только Бог. Посягательство на творческую функцию Бога, попытки усовершенствовать созданное им воспринимались с точки зрения религиозного фанатизма как ересь, грех. В христианском монотеизме беспредельно возносилась изобретательская деятельность Бога и бесконечно принижался человек, если он занимался этой деятельностью. Такое положение сохранялось довольно долго. Целый ряд изобретений (например, магнитная стрелка компаса) веками не использовался или использовался тайно, с опаской ввиду их «дьявольской природы». Господство средневековой парадигмы неприятия нового было низвергнуто лишь в эпоху Ренессанса. Замена Бога-творца человеком-творцом, первоначально произошедшая в сфере художественного мышления, распространилась постепенно и на техническое творчество. Человек понемногу перестает воспринимать изобретательство как божественную прерогативу, становится, по выражению Леонардо да Винчи, «свободен в изобретениях».

Становлению инженерного творчества предшествовало также становление личности как индивидуального субъекта этого творчества. В средние века личности инженера в современном смысле слова, собственно говоря, не существовало; не только в труде, но и во всех без исключения сферах жизнедеятельности ремесленник был неотделим от цеховой общины. Индивидуальное «Я» почти без остатка растворялось в коллективной психологии, и автором технического нововведения выступал не отдельный человек, а коллективная личность – мастерская, личность – цех. До тех пор пока человек не умел и не мог осмыслить грань, отделяющую от его товарищей по мастерской, цеховой корпорации, ремесле, он не в состоянии был нарушить технические традиции, целенаправленно создавать новое в технике. И лишь эпоха буржуазных отношений, освободившая сознание людей от многовекового груза феодальных, религиозных, цеховых традиций, рождает обособленного от других, суверенного индивида, способного стать творцом.

4. Перемены в науке .ХVI–XVII вв. – это время, когда свежий ветер естественно-научного познания врывается в затхлую атмосферу умозрительной науки. Изобретательская деятельность Леонардо да Винчи, открытия Френсиса Бэкона и Галилея вооружают умы идеей грандиозных прикладных возможностей применения научного знания.

Нужды растущего машинного производства, мореплавания, торговли положили начало союзу научной и технической изобретательской деятельности. Динамичное развитие крупной промышленности, формируя специальную потребность в решении сложных технических задач, создает условия для практического применения данных науки. Изменение ориентации науки на производственные проблемы сказалось на ее развитии самым живительным образом .

В XVII–XVIII вв. наука становится профессиональным занятием для достаточно многочисленной группы лиц; возникают первые академии и научные общества. Решающим фактором расцвета науки выступает именно связь с производством, технические потребности которого продвинули науку вперед больше, чем десяток университетов. Слияние науки и техники как раз и определяет содержание инженерного труда , его основную функцию : создание средств и способов технической деятельности на основе научных достижений .

5. Создание средств инженерного труда . В XVI–XVII вв. в техническом деле начинают широко использоваться наброски и рисунки для изображения деталей, узлов, конструкций. Период перехода от ремесленного производства к машинному характеризуется еще более бурным развитием графических методов передачи технической информации. Одновременно с искусством черчения создаются и точные чертежные приборы и инструменты, ведутся теоретические изыскания в этой области. В 1798 г. Гаспар Монж опубликовал книгу «Начертательная геометрия», в которой систематизировал приемы изображения технического объекта в виде проекций на две взаимно перпендикулярные плоскости. В результате «чертеж» прочно воцарился в технике. Инженерное дело получило свой особый язык – средство инженерного труда.

Следует заметить, что историческая логика развертывания общественного разделения труда вместе с целым набором технических, экономических, социальных и психологических факторов привели к обособлению инженерной деятельности от прочих видов умственного труда. Возникла новая профессия, смысл которой заключался (и заключается) в применении научных знаний при решении технических проблем производства.

Сущность инженерной деятельности находит свое отображение в функциях такой деятельности. Состав и последовательность выполнения функций инженерной деятельности незначительно изменились с той поры, как инженерный труд обрел статус профессии. Но содержание их многократно усложнилось.

Первым внутривидовым разделением функций инженерного труда стало обособление друг от друга тех, кто придумывал и конструировал технику, и тех, кто налаживал ее выпуск на заводах. Но на этом процесс специализации в среде инженерно-технических работников не остановился, и два первоначальных крупных блока внешних и внутренних функций раздробились к настоящему времени на ряд более мелких. К внешним функциям (или социальным) относятся гуманистическая, социально-экономическая, управленческая, воспитательная и функция развития технического базиса общества.

К внутренним (или техническим ) функциям относятся такие, как функции анализа и технического прогнозирования, исследовательских разработок, конструирования, проектирования, технологического обеспечения, регулирования производства, эксплуатации и ремонта оборудования, т.е. группа функций, обеспечивающих развитие производства и его функционирование. Для того чтобы представители разных инженерных специальностей сумели найти общий язык, потребовалось координировать их действия, плотно состыковать приобретшие автономию инженерные функции. В связи с этим возникает еще одна, особая, функция – системное проектирование.

1.2. Функции инженера

Основные достаточно жестко разграничены и закреплены за определенными специальностями.

1. Функция анализа и технического прогнозирования. Ее выполнение связано с выяснением технических противоречий и потребностей производства. Здесь определяются тенденции и перспективы технического развития, курс технической политики и соответственно намечаются основные параметры инженерной задачи. Короче говоря, формулируется в первом приближении ответ на вопрос, что нужно производству завтра. Осуществляют эту функцию инженерные «зубры» – руководители, ведущие специалисты научно-исследовательских и проектно-конструкторских институтов, бюро, лабораторий.

2. Исследовательская функция инженерной деятельности состоит в поиске принципиальной схемы технического устройства или технологического процесса. Инженер-исследователь обязан по роду своей деятельности найти способ «вписать» намеченную к разработке задачу в рамки законов естественных и технических наук, т.е. определить направление, которое приведет к поставленной цели.

3. Конструкторская функция дополняет и развивает исследовательскую, а порой и сливается с ней. Особенное ее содержание заключается в том, что голый скелет принципиальной схемы прибора, механизма обрастает мышцами технических средств, технический замысел получает определенную форму. Инженер-конструктор берет за основу общий принцип работы прибора – результат усилий исследователя – и «переводит» его на язык чертежей, создавая технический, а затем и рабочий проект. Из совокупности известных технических элементов создается такая комбинация, которая обладает новыми функциональными свойствами, качественно отличается от всех прочих.

4. Функция проектирования – родная сестра двух предыдущих функций. Специфика ее содержания заключается, во-первых, в том, что инженер-проектировщик конструирует не отдельное устройство или прибор, а целую техническую систему, используя при этом в качестве «деталей» созданные конструкторами агрегаты и механизмы; во-вторых, в том, что при разработке проекта часто приходится учитывать не только технические, но и социальные, эргономические и другие параметры объекта, т.е. выходить за рамки сугубо инженерных проблем. Труд проектировщика завершает период инженерной подготовки производства; техническая идея приобретает свою окончательную форму в виде чертежей рабочего проекта.

5. Технологическая функция связана с выполнением второй части инженерной задачи: как изготовить то, что изобретено? Инженер-технолог должен соединить технические процессы с трудовыми и сделать это таким образом, чтобы в результате взаимодействия людей и техники затраты времени и материалов были минимальны, а техническая система работала продуктивно. Успех или неуспех технолога определяет ценность всего инженерного труда, затраченного перед этим на создание технического объекта в идеальной форме.

6. Функция регулирования производства. Проектировщик, конструктор и технолог совместными усилиями определили, что и как делать, осталось самое простое и одновременно самое сложное – сделать. Это задача рабочего, но направить его усилия, непосредственно на месте сорганизовать его труд с трудом других и подчинить совместную деятельность работников решению конкретной технической задачи – дело инженера-производственника, производителя работ.

7. Функция эксплуатации и ремонта оборудования. Здесь название говорит само за себя. Современная сверхсложная техника во многих случаях требует инженерной подготовки обслуживающего ее работника. На плечи инженера-эксплуатационника ложится отладка и техническое обслуживание машин, автоматов, технологических линий, контроль за режимом их работы. Все чаще инженер нужен за пультом оператора.

8. Функция системного проектирования сравнительно нова для инженерной деятельности, но по значимости превосходит многие другие функции. Смысл ее в том, чтобы всему циклу инженерных действий придать единую направленность, комплексный характер. Возникает новая профессия инженера-системотехника, призванного давать экспертные оценки в процессе создания сложных технических и особенно «человеко-машинных» систем, где необходим их постоянный диагностический анализ, направленный на раскрытие резервных и узких мест, выработку решений с целью устранения обнаруженных недостатков. Эксперты-универсалисты должны помочь руководителю достичь согласия по всей программе работ, включающей разные проекты.

Развитие инженерной деятельности после появления инженера протекало необычно стремительно. Союз науки и техники породил лавину технических и общественных перемен, которая по мере движения вперед захватывала все более широкие пласты жизни общества. В отношении инженерной профессии действие научно-технической революции оказалось воистину всеобъемлющим. Прогресс инженерии в ХIХ и особенно в ХХ столетии стал подобен разливу полноводной могучей реки, разветвляющейся к тому же на десятки и сотни новых потоков.

Самые общие, коренные изменения, произошедшие в инженерном деле и приведшие его к небывалому прежде расцвету: в технической сфере – это овладение новыми источниками энергии и создание новых материалов; в социальной области – превращение инженерной специальности в одну из самых массовых, а также те перемены в общественной сущности инженерного труда, которые связаны с установлением нового общественного способа производства; в области научной – прогресс инженерии опирается на становление и развитие технических наук.

Перечисленные явления относятся не только к прошлому, но и к настоящему инженерного дела; история здесь тесно переплетается с современностью.

ВЫВОДЫ

Корни инженерной деятельности теряются в глубине прошедших тысячелетий, так как известно, что человеческая цивилизация основана на преобразовании природного мира с помощью орудий труда, а создание разнообразных технических средств, история их создания и появления и есть история инженерной деятельности.

Профессия инженера прошла долгий путь становления и развития , имеет свои особенности на том или ином этапе истории. Длительное время на эту деятельность смотрели, как на неблагородное дело, удел простолюдина, профессия не была популярной. С переходом к феодализму возрастает количественно и качественно категория людей, занимающихся инженерной деятельностью. С развитием машинной индустрии она начинает быстро развиваться, появляется инженер-промышленник, который становится основной фигурой технического прогресса. Бурное развитие машинного производства вызвало к жизни необходимость подготовки кадров, способных решать инженерные проблемы.

2. Развитие инженерной деятельности, профессии инженера и профессионального образования

Еще в античном обществе инженерное дело впервые приобрело признаки профессии: регулярное воспроизводство, доход от занятия, определенная система получения знаний. Чрезвычайно важное значение придавалось мастерству архитектора (так в Риме называли руководителей строительства). Считалось, что для получения этой профессии необходимы три вещи: врожденные способности, знания и опыт. Причем, кроме знаний прикладных, практических, архитектор должен был обладать философским складом ума. Несмотря на все эти условия, архитекторы (также как и инженеры других специальностей) относились к «заурядным работягам», к людям второго сорта, находящимся ближе к ремесленникам, чем к ученым.

В период расцвета Римской империи инженеры становятся относительно многочисленной группой. Внутри профессии происходит разделение труда: наряду с военными появляются гражданские инженеры, специализирующиеся в строительстве, коммунальном хозяйстве, мелиорации и ирригации. Формальных институтов инженерного образования не было. Обучение проходило на практике, что во многом напоминало цеховую систему подготовки «ученик – подмастерье – мастер». Не сформировались еще общественные формы контроля уровня квалификации. Вместе с тем инженеры удовлетворяли общественную потребность в создании и эксплуатации техники, строительстве различных сооружений.

В феодальную эпоху оформилось разделение инженеров на гражданских и военных (хотя термин «гражданский инженер» стал широко употребляться несколько позже). Основной специальностью гражданских инженеров средневековья оставалось строительное дело. Однако в связи с развитием металлургии, текстильной промышленности, кораблестроения и т.п. нарождается новый тип инженера-промышленника, который пока практически неотделим от высококвалифицированного мастера. Только с развитием машинной индустрии этот тип инженера вполне оформится и станет основной фигурой технического прогресса.

Основные технические достижения феодальной эпохи: в строительном деле – нахождение новых конструктивных принципов готического стиля построек, усовершенствование техники строительства замков и крепостей; в металлургии – открытие переделочного способа получения железа, начало чугунолитейного дела; в морском транспорте – изобретение компаса, усовершенствование кораблестроения; в военном деле – распространение огнестрельного оружия, а также изобретение книгопечатания.

Основным фактором, вызвавшим к жизни позже технические успехи, было разложение рабовладельческого строя , столь долгое время служившего тормозом внедрения новшеств в производственный процесс. Другим фактором, сыгравшим важную роль в ускорении технического прогресса, стало развитие торговли , служившей каналом распространения инноваций.

ХVII в. − переломный в профессии инженера. Наблюдается постоянный рост общественной потребности в инженерах. Перестает удовлетворять качество их подготовки, не базирующееся на специфическом фундаментальном образовании. В массовом сознании формируется понятие инженерное дело как совокупность знаний и умений в самых разных областях техники: в военном деле, в гражданских областях – в строительстве, кораблестроении. До XVII в. мы не находим у инженеров еще многих признаков полного профессионализма: отсутствует развитая система специального технического образования, практическая специальная символика группы, инженеры не представляют сплоченной и социально однородной группы, не выработаны нормы поведения.

Появление машинной индустрии совершает поистине революционный переворот в инженерном деле, что позволяет заявить о вступлении профессии в институциональную стадию с распространением капиталистического способа производства. Именно эпоха машинной индустрии порождает инженера в современном смысле слова .

До ХVII в. инженерное дело было главным образом сферой деятельности либо гениальных ученых, либо ремесленников-самоучек. Однако запас научных инженерных знаний и фактов становится настолько велик, что для его освоения требуется специальное техническое образование . С конца ХVII в. развивается прикладная наука, которая «снисходит» к потребностям промышленности. Появляется обширная техническая литература. Создаются новые институты – школы прикладных наук, которые выпускают новый тип инженера – профессионала, обогащенного не только разнообразными знаниями, но и сознанием своей полезности.

Большое значение для инженерного дела имело учреждение в Лондоне Королевского научного общества (1660 г.) и Французской академии наук (1666 г.). С этого времени инженерное дело как профессия становится зависимым от формальных исследований и целенаправленного обучения. Школы прикладных наук, получавшее все большее распространение во Франции, также способствовали переходу профессии на институционально оформленную стадию: появились инженеры-профессионалы, имеющие формальные удостоверения своей компетентности и стремящиеся защищать свои профессиональные права и привилегии.

Профессиональная инженерная ассоциация возникла в Англии в 1771 г. и получила название «Общество гражданских инженеров». Основной целью этой организации был провозглашен обмен мнениями в области инженерного дела. Однако это общество не удовлетворяло профессиональных потребностей молодых инженеров, которые в 1818 г. образовали свой институт гражданских инженеров, основной целью которого была помощь в приобретении профессиональных инженерных знаний. Но развитие и использование техники в то время шли настолько быстрыми темпами, что институт не успевал осуществлять взятую на себя задачу. Дж. Стефенсон – известнейший в Англии изобретатель паровоза – основал в 1847 г. новый институт инженеров-механиков. Впоследствии возник еще ряд институтов: в 1860 г. – институт морских архитекторов, в 1871 г. – институт инженеров-электриков и т.п.

Во Франции нет упоминаний о каких-либо формальных инженерных организациях вплоть до 1716 г., когда был образован Корпус мостов и шоссе. Этот корпус осуществлял координацию всех строительных работ по сооружению мостов и дорог. А в 1747 г. была создана специальная школа для работников этого корпуса. В XVIII в. во Франции образовались еще несколько подобных учебных заведений: в 1778 г. – Высшая национальная школа минеров, в 1749 г. – Публичная трудовая школа минеров, в 1794 г. – Публичная трудовая школа, которая впоследствии стала называться политехнической.

В Германии еще в XVIII веке впервые возникла система среднего специального технического образования. Ее появление было связано с острой потребностью развивающейся промышленности в квалифицированных инженерах, с одной стороны, и неспособностью традиционной академической системы образования удовлетворить эту потребность – с другой. Появилась новая форма учебного заведения – техникум, создающая сокращенный путь приобретения технических познаний. Курс обучения в техникумах продолжался от двух с половиной до четырех лет. Выпускникам присваивалось звание инженера в отличие от выпускников высшей политехнической школы. Первоначально техникумы готовили лишь техников-механиков и строителей. Но рост электротехнической промышленности вызвал необходимость подготовки специалистов-электриков, что повлекло за собой открытие почти во всех техникумах специальных электротехнических отделений. В ХІХ в. в Англии и Америке инженерами называют техников высшего разряда, а научно-образованные техники именуются «Civil Engineer». Однако это звание часто не связано с получением высшего образования, которое вплоть до ХХ столетия не давало никаких привилегий при устройстве на работу. Многие из гражданских инженеров имели чисто практическое образование.

Кроме институтов гражданских инженеров, продолжало развиваться и военно-инженерное образование: в 1653 г. в Пруссии была учреждена первая кадетская школа. В 1620 г. во Франции основана артиллерийская школа, которая была единственной в мире в течение 50 лет. В ХVII в. в Дании появилось первое особое училище для образования военных инженеров, а в начале ХVІІІ в. такие училища были открыты в Англии, Саксонии, Австрии, Франции и Пруссии; 1742 г. – Дрезденское инженерное училище; 1747 г. – Австрийская инженерная академия; 1788 г. – Инженерная школа в Потсдаме.

Технический прогресс, развитие специального инженерного образования способствовали дальнейшему углублению внутри профессионального разделения труда. Осмыслением технической задачи, определением способов ее решения стали заниматься инженеры-исследователи, проектировщики, технологи, труд которых стал почти неотличим от труда ученого-прикладника. Конструирование выделилось как исключительная функция инженеров-конструкторов.

Развитие технических наук привело не только к глубокой дифференциации инженеров-разработчиков новой техники, но и способствовало большему сближению с учеными. Производство технических средств с каждым годом становилось все более и более связанным с научной деятельностью, а развитие техники – результатом укрепляющего взаимодействия науки и производства, продуктом совокупного труда, компонентами которого является научная и практическая деятельность. Этот процесс сближения породил группу специалистов, которую сегодня называют научно-технической интеллигенцией.

Таким образом, инженеры превращаются во вполне сформировавшуюся социально-профессиональную группу. Они обладали высоким общественным статусом: привлекательным выглядели и характер труда, и высокий заработок, их роль в создании и распространении культурных ценностей. Наиболее мощный всплеск престижа инженерного труда приходится на вторую половину ХІХ в.

ВЫВОДЫ

В античном мире инженеры занимали промежуточное положение между учеными и ремесленниками, но были ближе к ремесленникам. В феодальном обществе наблюдается дальнейшее становление профессии инженера: разделение инженеров на гражданских и военных.

Становление и развитие фабричного производства знаменовало начало новой эры для инженерной профессии. Отмена цехового строя и переход к свободному предпринимательству стимулировали резкое повышение инновационной активности – одно за другим были сделаны изобретения, изменившие традиционные технологии в самых различных отраслях промышленности. Постепенно растет престиж инженерного труда, появляется сеть учебных заведений, готовящих военных и гражданских инженеров, особенно всплеск значимости профессии инженера приходится на вторую половину ХІХ в., когда складывается специфическая социально-профессиональная группа инженеров, дифференцированная по специальностям, с особой формой мировоззрения, проявляющегося в виде техницизма.

3. Особенности становления и развития инженерной деятельности и профессии инженера в России

Как же зарождалось инженерное дело, как шел процесс становления профессии инженера на Руси?

Слово «инженер» в русских источниках впервые встречается с середины ХVІІ в. в «Актах московского государства». Массовая инженерная деятельность на Руси возникает и закрепляется лишь тогда, когда в ремесленном производстве намечается отделение умственного труда от физического. Как и везде, исключительной функцией инженера в Древней Руси следует считать интеллектуальное обеспечение процесса создания техники и различных сооружений.

Вместе с тем истоки инженерного искусства на Руси уходят в глубь веков. Еще до прихода на Русь первых инженеров-строителей имелись хорошо укрепленные города: Чернигов, Киев, Новгород и др. Самобытно русское лицо запечатлено в мировых творениях Пскова, Ростова, Суздаля, Владимира и иных городов. В истории Руси есть немало имен русских мастеров, владевших собственными приемами в области строительной механики. Именно об этом говорят сооружения, возводившиеся такими зодчими, как новгородец Арефа и киевлянин Петр Милонег в ХІІ в., каменных дел мастер Авдей – в ХІІІ в., Кирилл и Василий Ермолины, Иван Кривцов, Прохор и Борис Третьяк и другие.

Уже в ХІ в. занятие строительством получает статус профессии. Строителей оборонительных сооружений именуют «городники», «мостники», «мастера порочные». «Городники» занимались строением городских стен, «мостники» выполняли работу, состоявшую в устроении различного рода переправ. «Порочными мастерами» назывались специалисты по постройке и эксплуатации осадных машин. Они всегда находились при войске, чинили старые и делали новые военные машины.

Влияние иностранных специалистов, в том числе на военно-инженерное дело, было крайне ничтожным. Но со второй половины XV в. Иван ІІІ начал выписывать из-за границы искусных строителей. Так, в 1473 г. был послан в Италию Семен Толбузин для приискания там знающего зодчего. Он привез с собой знаменитого архитектора Аристотеля Фиораванти, который возвел несколько храмов, каменных палат, башен, а также участвовал в ряде военных действий русской армии. В 1490 г. из Италии приехали в Москву архитектор Петр Антоний с учеником, пушечный мастер Яков, в 1494 г. – знаменитый стенной мастер Алевиз и Петр-пушечник. В 1504–1505 гг. прибыло еще много итальянских зодчих и пушечных мастеров. Каждый из них обязывался отслужить определенный срок за известную плату.

Приглашенные инженеры и архитекторы сыграли заметную роль в истории русского инженерного дела, способствовали становлению на Руси инженерной профессии. Но свои, отечественные, умельцы могли и делали свое дело мастерски, с инженерным размахом. Современные инженеры, архитекторы приходят в изумление от точности практического расчета древних строителей церкви Вознесения в селе Коломенском под Москвой, достигающей в высоту 58 метров. Как выдающийся памятник инженерной мысли у стен Кремля в Москве стоит храм Василия Блаженного, сооруженный великим псковским зодчим Бармой вместе с русским мастером И. Постником. Это поистине произведение искусства, архитектуры и инженерной мысли.

Официально «инженерами» стали называться специалисты по военному строительству при царе Алексее Михайловиче, причем это звание давалось только иностранцам. Фактически русских инженеров в истинном смысле этого слова не существовало вплоть до XVIII в.

В период царствования Ивана Грозного военные строители начинают разделяться на разряды: 1) к высшему разряду принадлежали военные архитекторы – систематики, занимающиеся преимущественно усовершенствованием оборонительной части; 2) ко второму – собственно строители, руководившие сооружением укреплений; 3) к низшему разряду – все остальные строители: каменных, стенных, палатных дел мастера.

Коренные преобразования в инженерном деле произошли в связи с нарастанием тенденций централизации и созданием единого Русского государства. С того времени всё военное строительство (и изготовление военной техники) поступило в ведение Пушкарского приказа , основанного в царствование Ивана IV Грозного. В результате создания Пушкарского приказа постройка оборонительных сооружений сделалась менее произвольной, появились установленные стандарты: инструкции и чертежи, составленные в приказе. Начали распространяться и так называемые городские «строельные» книги, заключавшие в себе подробное описание оборонительных оград. При Пушкарском приказе числились: инженеры , или иноземные строители , которые выступали чаще всего экспертами или консультантами: они рассматривали проекты, присылавшиеся с места сооружения, или сами их составляли; городовые мастера – большей частью русские строители, находящиеся постоянно в крупных городах: они рассматривали сметы, которые присылались строителями в Пушкарский приказ, и непосредственно руководили строительными работами; мастера и подмастерья − низшие разряды строителей, помощники городовых мастеров – осуществляли непосредственный надзор за производством работ; чертежники , осуществлявшие чертежные работы.

Пушкарский приказ был единственной организацией, регулировавшей осуществление инженерных функций. Хотя Иван Грозный сделал определенный шаг вперед в развитии инженерного дела, все же он, как и его предшественники, основным способом удовлетворения потребности в специалистах избрал их приглашение из европейских стран (в основном из Германии, Голландии и Англии).

При Василии Шуйском (1552–1612) было положено начало некоторому теоретическому образованию русских инженеров: в 1607 г. был переведен на русский язык «Устав дел ратных», в котором, кроме правил образования и разделения войска, действий пехоты, рассматривались и правила сооружения крепостей, их осады и обороны. Своеобразную роль учителей инженерного дела в русской армии взяли на себя шведские офицеры. Инженерные работы производились, как правило, наемными людьми, набираемыми из дворян, боярских детей и дьяков. Все они получали денежное и натуральное жалование.

Эпоха коренных преобразований в инженерном деле связана с именем Петра І. Почти непрерывные войны, сопровождавшие его царствование, сделали необходимым развитие как военного искусства вообще, так и инженерного, в частности. Основной целью преобразовательной деятельности Петра І было дать возможность России стать самостоятельной развитой державой и обходиться по возможности без иностранцев. Именно это и послужило причиной основания корпуса собственных русских инженеров.

Первым шагом в распространении инженерных знаний среди русских было направление молодых дворян за границу с целью изучения там архитектуры, корабельного искусства и инженерного дела. Петр І сразу по возвращении из своего первого путешествия по Европе приступил к учреждению учебного заведения, получившего название Школы математических и навигационных наук (1708 г.). Среди преподававшихся в школе предметов значились: арифметика, геометрия, тригонометрия, а также их практическое применение в артиллерии, фортификации, геодезии, мореплавании.

В 1712 г. открывается первая, а в 1719 г. – вторая инженерные школы, куда начали поступать дети из знатных русских фамилий. Качество образования в первых инженерных школах не удовлетворяло даже тем скромным требованиям, которые предъявлял XVIII в. Юноши, посвятившие себя военно-инженерному делу, получали в основном теоретическую, математическую подготовку, дальнейшее же образование по инженерной части им приходилось получать практическим путем, в ходе службы в звании кондукторов. И все же эти первые шаги инженерного образования дали свои плоды: во-первых, повышался образовательный уровень людей военного звания, а во-вторых, постепенно складывался круг образованных инженеров русского происхождения. Кроме специализированной подготовки военных инженеров, Петр І в 1713 г. издал Указ о том, что все офицеры в свободное время должны обучаться инженерству. Таким образом, число русских технических специальностей мало-помалу росло, что привело впоследствии к образованию инженерного корпуса.

В 1724 г. Петр І приступил к формированию инженерного полка, в котором инженеры были разделены на два разряда: полевых и гарнизонных. Численность инженеров в то время была уже довольно значительной, а круг действий вполне определен. Именно с того времени можно считать, что военно-инженерная профессия перешла на свою институциональную стадию, опередив гражданскую специальность где-то на 100 лет. Однако развитие профессии инженера в военной сфере России отставало примерно на 60 лет от европейских темпов. А как же обстояло дело с применением инженерного труда в гражданских областях?

Вплоть до петровского времени Русь была страной кустарной промышленности. Наиболее крупными в то время являлись оружейные, литейные и суконные предприятия (отрасли, обслуживавшие армию). Если не считать единичных попыток иностранцев основать на Руси фабрики и заводы в XVI–XVII вв., до Петра І фабричной промышленности не было.

Инженерные функции на заводах и фабриках петровского времени вменялись в обязанности определенной категории работников. Гражданских инженеров в современном смысле слова не было. Основной рабочей массой были посессионные крестьяне, приписываемые к фабрике, кроме того, на заводах работали под караулом преступники, солдаты, военнопленные. Такой контингент рабочей силы характеризовался низкой производительностью труда, отсутствием навыков для тщательной и тонкой работы, незаинтересованностью в результатах своего труда. Но кроме этой, часто недисциплинированной и неквалифицированной, массы, на фабриках имелись мастера, знавшие технологию производства и, по существу дела, объединявшие в своем лице и инженера, и квалифицированного рабочего, и ремесленника.

В XVIII в. состоялось окончательное прикрепление мастеровых к фабрикам, что тормозило рост производительности труда и улучшение качества товаров. Отсутствие необходимой для развития капитализма свободы предпринимательской деятельности сказывалось и на инновационной активности.

При Екатерине ІІ промышленная политика постепенно проникается духом предпринимательской свободы и поощрения частной инициативы. За годы царствования Екатерины ІІ число фабрик и заводов увеличилось более чем вдвое. Все это обусловливало необходимость наличия людей, способных решать возникающие технические проблемы, знающих технологии, умеющих заниматься разработкой техники и создавать ее.

В петровское и послепетровское время инженерная профессия вступает в новую стадию своего развития с возрастающим ускорением. Но для огромной России этого было недостаточно, к тому же развитие промышленности отличалось большой неравномерностью. Текстильная промышленность развивалась довольно быстро, в отраслях тяжелой промышленности технический прогресс шёл черепашьими шагами.

В ХІХ в. Российская империя вступила со сложным багажом. Старые производственные отношения пришли в явное несоответствие с развитием экономики. Первая половина ХІХ в. характеризуется тем, что многие отрасли промышленности Российской империи находились как бы еще в зачаточном, точнее «эмбриональном», состоянии или же совсем не прогрессировали, оставаясь на низком технологическом уровне, несмотря на то, что в Европе шла техническая революция, были созданы предпосылки для промышленного переворота, продвигались его начальные этапы.

Рабочие были закреплены за фабрикой подобно крепостным крестьянам. Никакие льготы не могли заменить основного условия промышленного прогресса – свободы труда. В таких условиях потребность в инженерах почти отсутствовала. На фабриках машинный труд не был господствующей формой труда. Отсталая технология и использование подневольного труда посессионных и вотчинных мастеровых сводили функцию технологического контроля к минимуму. На многих фабриках инженеров не было вплоть до 1917 г.

Только с середины 30-х гг. ХІХ в. стало наблюдаться одновременное и непрерывное внедрение машин в различные отрасли промышленности, в одних более быстро, в других – замедленное и менее эффективное. Крайняя неравномерность технического прогресса, быстрыми скачками передвигающегося в одних отраслях и медленно ползущего в других, создала ситуацию, когда на наиболее современных предприятиях инженерные кадры были многочисленны и неоднородны по своей специализации, в то время как в отсталых отраслях экономики «об инженерстве никто толком не знал».

Завершение промышленного переворота создало реальные условия для индустриализации страны. Россия переходила к ней позже других передовых стран. Уже завершилась индустриализация в Англии, близки были к этому в конце ХІХ в. Германия и США. Как и в других странах, индустриализация началась с легкой промышленности еще в середине ХІХ в. Из нее средства переливались в тяжелые отрасли.

Рост машиностроения, усиленный ввоз машин, техническое перевооружение заводов – все это потребовало подготовленных кадров. С 1860 по 1896 г. число машиностроительных заводов возросло с 99 до 544 (в 5,5 раза), а число рабочих на них – с 11600 до 85445 (в 7,4 раза). Были построены такие крупные машиностроительные предприятия, как Обуховский сталелитейный и пушечный, механический завод Нобеля – в Петрограде, паровозостроительный завод в Коломне, пушечный и механический – в Перми, машиностроительный – в Одессе и др.

Острая нехватка инженеров, мешавшая развитию производительных сил страны, тормозившая процесс концентрации труда, восполнялась несколькими способами:

1) импортом иностранных специалистов, продолжающимся вплоть до середины ХІХ в.;

2) вынужденным взятием фабрикантом на себя функций инженера;

3) слабым контролем за наличием формальных удостоверений квалификации специалиста, что позволяло использовать в качестве инженеров и техников лиц, не имеющих специального образования. В 1889 г. 96,8 % инженеров на промышленных предприятиях были практиками.

Развитие капитализма в России, рост промышленности и концентрации труда делали необходимыми значительные увеличения численности инженеров и техников, занятых в гражданских отраслях. Однако в первой половине ХІХ в. этот род деятельности не пользовался особым уважением в высших сословиях. Несмотря на все старания правительства расширить сеть высших технических учебных заведений, в стране ощущался острый дефицит высококвалифицированных кадров. Это вынуждало снижать требования к сословной и национальной принадлежности соискателей на звание инженера. Так же как и в армии, командный состав промышленности претерпевал демократические изменения: многие втузы и политехникумы, прежде привилегированные, были объявлены формально несословными. Это была одна из мер расширения количества инженеров в соответствии с растущими потребностями развивающейся промышленности. Другой мерой, направленной на удовлетворение растущей потребности в инженерах, по-прежнему оставался ввоз иностранных специалистов в Россию.

В 1875 г. станочный парк России на 90 % был иностранного происхождения. Такое положение практически сохранилось вплоть до начала Первой мировой войны. Причины недостаточного развития станкостроения в стране крылись в слабой металлургической базе России, отсутствии поощрительных мер развития станкостроения, беспошлинном ввозе станков из-за границы, а также в дефиците инженеров и опытных рабочих-станкостроителей.

Это не значит, что станки в России вовсе не производились. Такие крупные заводы, как Киевский, Мотовилихинский (Пермь), Нобеля, братьев Бромлей и др., производили станки собственной конструкции: токарные, сверлильные, расточные и строгальные. В конце ХІХ в. – начала ХХ в. на Харьковском паровозостроительном заводе были созданы универсальные радиально-сверлильный и долбежно-сверлильно-фрезерный станки оригинальной конструкции.

Отсутствие достаточного числа инженерных кадров тормозило развитие станкостроения. В европейской части России в 1885 г. из 20322 заведующих крупными и средними предприятиями специальное техническое образование имели лишь 3,5 %, в 1890 г. – 7 %, в 1895 – 8 %. В 1890 г. директорами фабрик работали 1724 иностранца, из них 1119 не имели технического образования. Промышленность России делилась на два сектора: отечественный и концессионный. Предприниматели-иностранцы не брали на свои заводы русских специалистов, не доверяя их квалификации и стремясь сохранить секреты технологии. Инженеры на такие предприятия выписывались, как правило, из-за границы.

Во второй половине ХІХ в. стремление преодолеть сильную зависимость русской промышленности от иностранных специалистов побудило правительство обратить внимание на развитие в стране системы высшего технического образования .

Одним из старейших технических учебных заведений России был Горный институт, основанный еще в 1773 г. Екатериной ІІ. В 1804 г. он был преобразованный в Горный кадетский корпус. Сюда принимались дети горных офицеров и чиновников, знавшие арифметику, чтение, письмо по русскому, немецкому и французскому языкам. Кроме того, на собственный счет принимались дети дворян и фабрикантов. Горный кадетский корпус − одно из наиболее престижных учебных заведений; «наибольшая часть воспитанников поступала в корпус не с той целью, чтобы окончить полный курс и выйти офицерами по горной части, а главным образом для того, чтобы получить хорошее общее гимназическое образование. Горный корпус являлся наилучшим из петербургских «благородных пансионов», но как специальное высшее учебное заведение по горной части он мало выдавался . В 1891 г. в России было всего 603 дипломированных горных инженера.

В 1857 г. в России действовало шесть втузов: Николаевское главное инженерное училище, Михайловское артиллеристское училище, Морской Кадетский корпус, Институт корпуса инженеров путей сообщения, Институт корпуса горных инженеров, Строительное училище Главного управления путей сообщения и публичных зданий.

Во второй половине ХІХ в. открывается целый ряд технических вузов в ответ на потребности развивающейся промышленности. Так, открывается Московское высшее техническое училище (1868), Петербургский технологический институт (1828), Томский университет (1888), Технологический институт в Харькове (1885 г.) и др. Эти учебные заведения были более демократичными по своему положению и составу.

Особо отметим основание в 1878 г. и открытие в 1888 г. Томского университета – первого университета за Уралом, призванного прежде всего развивать просвещение и медицинское обслуживание населения, готовить управленческие кадры.

Однако уже обстоятельства строительства Сибирской железнодорожной магистрали (необходимость строительства угольных шахт вдоль магистрали, технического обслуживания Сибирской железной дороги в целом, освоения природных ресурсов Сибири, Забайкалья и Дальнего Востока) заставили правительство решать вопрос о подготовке инженерных кадров непосредственно в Сибири, в том числе из местной молодежи. Сначала Министерство народного просвещения (МНП) предложило попечителю Западно-Сибирского учебного округа В.М. Флоринскому вариант решения проблемы: открыть в Томском университете физико-математическое отделение и инженерно-техническое отделение при нём, «совместное существование коих обеспечивало бы для Сибири контингент специалистов». Комиссия из профессоров университета, созданная В.М. Флоринским, согласилась с предложением МНП. Однако глава МНП И.Д. Делянов создал комиссию МНП для обсуждения проекта томских профессоров. Комиссия пришла к заключению, что для подготовки инженеров необходимо открыть в Томске самостоятельный технологический институт с инженерно-строительным и химико-технологическим отделами, с усиленным преподаванием электротехники и металлургии. Министр финансов С.Ю. Витте поддержал это заключение, и 12.02.1896 г. министр просвещения И.Д. Делянов внёс в Государственный Совет представление об учреждении в Томске технологического института. 14.03.1896 г. Госсовет принял положительное решение об открытии в Томске технологического института (ТТИ) практических инженеров с механическим и химико-техническим отделениями. Это решение было утверждено царем 29.04.1896 г. и вступило в законную силу. В ходе строительства директором института был назначен 24.01.1899 г. профессор химии Е.Л. Зубашев . Он проанализировал материалы, касающиеся перспектив развития экономики Сибири, сопоставляя их со своими наблюдениями во время поездки по ней, и пришел к выводу: просить МНП открыть в ТТУ еще горное и инженерно-строительное отделения. 3 июня 1900 г. Госсовет поддержал это решение. Основные строительные работы завершились не в 1901 г., как планировалось, а в 1907 г. (задержки кредитов, обострение общеполитической обстановки в стране в связи с русско-японской войной и революцией 1905–1907 гг.). Основанный в 1896 г., ТТИ был торжественно открыт 6 (18) декабря в 1900 г.

Несколько позднее, в 1906 г., в Петербурге открываются женские политехнические курсы . Их открытие явилось важным событием для развития инженерной профессии в России. Это было реакцией на растущую нехватку специалистов, с одной стороны, и на всплеск движения за эмансипацию женщин – с другой. Под натиском женского движения открывались возможности для участия женщин во все новых сферах деятельности.

Несмотря на открытие новых технических вузов, конкурс в них был довольно высоким и колебался от 4,2 человека на место в Петербургском политехническом институте до 6,6 человека - в Институте корпуса инженеров путей сообщения и до 5,9 человека - в Институте корпуса горных инженеров (данные 1894 г.).

В многомиллионной массе безграмотного населения инженеры представляли собой группу, по своему общему культурному уровню намного превосходящую тех, с кем ей приходилось интенсивно общаться. Дипломированные инженеры относились к интеллектуальной элите общества. Это были «сливки» интеллигенции. Такому положению способствовал характер технического образования тех лет, которое отличалось универсализмом и отличной общеобразовательной подготовкой.

Доходы инженеров также привлекали к ним взоры простых людей, рабочих, повышая престиж профессии в массовом сознании. Стремление стать инженером (об этом говорят результаты конкурсов) диктовалось не в последнюю очередь достаточно высоким материальным положением выпускника. Материальное положение российских инженеров в конце ХІХ в. было таково, что приближало их по уровню доходов к наиболее обеспеченным слоям общества, по-видимому, их доходы были самыми большими по сравнению с доходами всех других наемных работников.

Развитие экономики требовало постоянного притока технических специалистов, создания действенной системы их подготовки. В то же время система технического образования ХІХ в. отличалась определенной консервативностью и не обеспечивала нужного стране количества инженеров, т.е. профессия «инженер» была не только уникальной, но и дефицитной, несмотря на развитие системы образования, профессиональных сообществ, клубов, атрибутики и символики.

ВЫВОДЫ

С глубокой древности на Руси решались оригинальные технические проблемы, связанные со строительством, развитием металлургических процессов (изготовление металлов, литье колоколов, пушек и т.д.), другими сложными технологиями.

Первые шаги отечественного инженерного дела были весьма робкими по сравнению с Западной Европой. Инженерное искусство получает мощный импульс вследствие реформирования российского государства Петром І. Однако этот процесс идет с помощью иностранных специалистов, западных идей, новшеств и некоторого развития собственных возможностей. На этапе становления инженерной профессии в России возникает специальное высшее образование, появляется промышленное законодательство и его институты в виде мануфактур, коллегий и других учреждений, проводивших техническую политику и отчасти регулировавших деятельность инженеров; происходит выделение инженеров в особый род войск; появление гражданской инженерной специальности, связанной с развитием промышленного производства. Происходит определенный перелом в развитии инженерного дела, возникает инженерная профессия и первые профессиональные учебные заведения, что ускоряет становление профессии инженера в России.

ХІХ в., особенно его вторая половина, характеризуется бурным развитием промышленности и ростом темпов железнодорожного строительства, что дало толчок развитию инженерной профессии, формированию достаточно многочисленной группы заводских инженеров.

Неравномерность технического прогресса в России: быстрыми темпами развиваются отдельные отрасли, где концентрировались инженерные кадры, и также существовали отрасли, развивающиеся медленно,
неравномерно, где явно недоставало инженеров. Их недостаток восполнялся за счет практиков, процент которых был достаточно высоким. Многие учебные заведения становятся всесословными, претерпевают демократические изменения, что дает возможность в какой-то мере удовлетворять потребности развивающейся промышленности в инженерах.

К концу ХІХ в. повышается престиж российских инженеров, по уровню доходов они относятся к наиболее обеспеченным слоям общества, складывается система льгот, наград и поощрений, что делает профессию инженера более привлекательной.